傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用課件【高效備課精研+知識精講提升】高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第1章發(fā)酵工程第1節(jié)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用人教版高中生物

選擇性必修31簡述傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的特點(diǎn)，說出常見的傳統(tǒng)發(fā)酵食品。2概述微生物發(fā)酵的原理(重點(diǎn))。3嘗試制作泡菜、果酒和果醋，說出傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)與不足(重、難點(diǎn))。豆瓣醬><目標(biāo)一發(fā)酵與傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)資料一夏禹時期，已有了關(guān)于杜康造秫酒的傳說。我國釀造白酒的工藝在世界上獨(dú)樹一幟，白酒一般是以谷物為原料，加酒曲發(fā)酵而成的。資料二1857年，法國的微生物學(xué)家巴斯德通過實(shí)驗(yàn)證明，酒精發(fā)酵是由活的酵母菌引起的。資料三

研究人員用顯微鏡觀察酒曲，發(fā)現(xiàn)酒曲內(nèi)含有根霉、曲霉、毛霉、酵母菌、乳酸菌、醋酸菌等幾十種微生物。1．酒曲富含各種微生物和發(fā)酵菌釀酒加酒曲的目的是什么？2．酒中除了酒精外還有其他物質(zhì)嗎？酒曲與糧食混合后，這些微生物會產(chǎn)生淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等，能使糧食里的淀粉、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖類、氨基酸等，在酶類物質(zhì)的繼續(xù)作用下，進(jìn)而分解成乙醇(酒精)等。提示還有乙酸乙酯和其他幾百甚至上千種香味物質(zhì)。活動1閱讀資料，回答問題不同的微生物具有產(chǎn)生不同代謝產(chǎn)物的能力，因此利用它們就可以生產(chǎn)出人們所需要的多種產(chǎn)物。人們利用微生物，在適宜的條件下，將原料通過微生物的代謝轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)物的過程。1.1發(fā)酵概念原理1.2實(shí)例：腐乳的制作蛋白質(zhì)小分子肽+氨基酸蛋白酶脂肪

甘油+脂肪酸脂肪酶多種微生物參與了豆腐的發(fā)酵，如酵母、曲霉和毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。參與的微生物制作原理1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵的生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染。2．每年進(jìn)行同樣的操作，但是每年制作的腐乳或豆瓣醬的口感都不完全相同，有些年份甚至制作不成功，你知道這是為什么嗎？霉豆瓣長毛霉的豆腐1．制作腐乳利用的微生物來自哪里？參與豆瓣醬發(fā)酵的微生物來自哪里？均來源于空氣中?；顒?閱讀教材，回答問題直接利用原材料中天然存在的微生物，或利用前一次發(fā)酵保存下來的面團(tuán)、鹵汁等發(fā)酵物中的微生物進(jìn)行發(fā)酵、制作食品的技術(shù)。傳統(tǒng)發(fā)酵以混合菌種的固體發(fā)酵及半固體發(fā)酵為主，通常是家庭式或作坊式的。利用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制作的食品有酒、腐乳、醬、醬油、醋、泡菜和豆豉等。生產(chǎn)條件不易控制，容易受雜菌污染，生產(chǎn)效率較低，產(chǎn)物不單一等。概念類型發(fā)酵產(chǎn)品缺點(diǎn)1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)><目標(biāo)一嘗試制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品1.制作泡菜的微生物原核生物（2）生產(chǎn)運(yùn)用：用于乳制品的發(fā)酵、泡菜的腌制。（3）菌種來源：（4）常見類型：植物體表面天然的乳酸菌乳酸鏈球菌和乳酸桿菌乳酸鏈球菌乳酸桿菌——乳酸菌生物類型：（1）乳酸菌異養(yǎng)厭氧型代謝類型：二分裂生殖方式：2.1制作泡菜2.發(fā)酵原理：乳酸菌在無氧條件下能將葡萄糖分解成乳酸C6H12O62C3H6O3（乳酸）+能量酶3.發(fā)酵條件：適宜的溫度；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間，嚴(yán)格控制厭氧條件。2.1制作泡菜4.材料用具(2)調(diào)味品：如花椒、八角、生姜、蒜瓣及其他香辛料、白酒、白砂糖和鹽。(3)泡菜壇或其他密封性良好的罐子。(1)各種新鮮蔬菜均可，一般用白菜、洋白菜、黃瓜、豇豆、胡蘿卜、白蘿卜等。2.1制作泡菜①鹽的作用：②鹽水濃度要適宜的目的：③鹽水煮沸的目的：調(diào)味；抑制其他微生物生長過高：口味不佳，乳酸菌發(fā)酵受到抑制；過低：雜菌易繁殖，導(dǎo)致泡菜變質(zhì)。殺滅其中雜菌；去除水中的氧氣5.制作流程2.1制作泡菜用清水和食鹽配制質(zhì)量百分比為5%-20%的鹽水，并將鹽水煮沸，冷卻待用；配制鹽水④為什么只能裝八成滿？a.防止發(fā)酵初期酵母菌等產(chǎn)生CO2造成發(fā)酵液溢出壇外；b.防止因裝太滿使鹽水未完全淹沒菜料而導(dǎo)致菜料變質(zhì)腐爛。2.1制作泡菜將新鮮蔬菜洗凈，切成塊狀或條狀，混合均勻，晾干后裝入泡菜壇內(nèi)；裝至半壇時，放入蒜瓣、生姜及其他香辛料，繼續(xù)裝至八成滿；配制鹽水原料處理、蔬菜裝壇5.制作流程2.1制作泡菜將冷卻好的鹽水緩緩倒入壇中，使鹽水沒過菜料，蓋好壇蓋⑤冷卻的目的：為了不影響乳酸菌的生命活動配制鹽水原料處理、蔬菜裝壇加鹽水5.制作流程2.1制作泡菜配制鹽水原料處理、蔬菜裝壇加鹽水封壇發(fā)酵向壇蓋邊緣的水槽中注滿水，并在發(fā)酵過程中注意經(jīng)常向水槽中補(bǔ)充水；根據(jù)室內(nèi)溫度控制發(fā)酵時間；給壇內(nèi)創(chuàng)造無氧環(huán)境⑥用水密封泡菜壇的目的：泡菜制作需要在無氧條件下進(jìn)行以上說明泡菜制作需要什么條件？注意：泡菜發(fā)酵一段時候后可能會出現(xiàn)白色的膜，是產(chǎn)膜酵母菌繁殖形成的；5.制作流程亞硝酸鹽為白色粉末，外觀與食鹽相似，有咸味，易溶于水，

可作食品添加劑。(2)亞硝酸鹽分布廣泛，蔬菜、咸菜、豆粉中均含有。(3)膳食中的亞硝酸鹽一般不會危害人體健康，絕大部分亞硝酸鹽只是“過客”，隨尿排出。(4)當(dāng)人體攝入的亞硝酸鹽總量達(dá)到0.3g～0.5g時，會引起中毒，當(dāng)攝入總量達(dá)到3g時，

會引起死亡。蔬菜水果亞硝酸鹽硝酸鹽硝酸鹽還原菌維生素C、E和酚類物質(zhì)6.

亞硝酸鹽注意：發(fā)酵溫度高；食鹽用量過低；發(fā)酵時間短容易導(dǎo)致硝酸鹽還原菌大量增殖，產(chǎn)生較多的亞硝酸鹽2.1制作泡菜泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌數(shù)量、乳酸含量和亞硝酸鹽含量的變化情況發(fā)酵時期乳酸菌乳酸亞硝酸鹽發(fā)酵初期發(fā)酵中期發(fā)酵后期變化曲線少（O2抑制乳酸菌活動）少增加（硝酸鹽還原菌的作用）最多（乳酸積累，抑制其他菌活動）增多達(dá)到最多后開始下降（硝酸鹽還原菌受抑制，部分亞硝酸鹽被分解）減少（乳酸積累，pH下降，抑制乳酸菌活動）繼續(xù)增多，最后保持穩(wěn)定下降至保持相對穩(wěn)定（硝酸鹽還原菌被完全抑制）⑴據(jù)圖分析，從亞硝酸鹽含量來看，你認(rèn)為該泡菜在什么時間食用比較合適？為什么？⑵他第一次制作出的泡菜“咸而不酸”，造成這個結(jié)果最可能的原因是什么？⑶加入“陳泡菜水”的目的是什么？13天后食用比較好，因?yàn)榇藭r亞硝酸鹽含量低。加鹽太多，鹽濃度過高，殺死了乳酸菌等微生物?！瓣惻莶怂焙樗峋?，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。某同學(xué)在制作泡菜前，查閱資料得知，可以向泡菜壇中加些“陳泡菜水”。在用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的食鹽水制作泡菜時，他在不同時間測定了泡菜中亞硝酸鹽的含量，結(jié)果如圖。請你幫他分析下列問題：1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動3學(xué)以致用2.2制作果酒和果醋1.制作果酒的微生物真核生物生物類型：酵母菌異養(yǎng)兼性厭氧型代謝類型：適宜條件下出芽生殖生殖方式：在有氧條件下，酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，大量繁殖C6H12O6+6O2+6H2O→6CO2+12H2O+能量C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量在無氧條件下，酵母菌能進(jìn)行酒精發(fā)酵（1）發(fā)酵原理：——酵母菌酶酶（3）生產(chǎn)應(yīng)用：（2）發(fā)酵條件：制作果酒時將溫度控制在18～30℃進(jìn)行發(fā)酵。溫度：氧氣：制作果酒時，酵母菌先在氧氣充足的情況下大量繁殖；后在無氧條件下，進(jìn)行酒精發(fā)酵。最適生長溫度約為28℃可用于釀酒、制作饅頭和面包等2.2制作果酒和果醋（4）制作流程器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶酒精發(fā)酵70%的酒精的作用：消毒①沖洗的目的：②沖洗1-2次即可，能否反復(fù)沖洗，為什么？③為什么先沖洗，再去梗？去除表面灰塵、污物防止洗去葡萄皮表面的野生型酵母菌。避免去梗時葡萄破損，增加被雜菌污染的機(jī)會不能，1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動4閱讀課本P7果酒制作流程，回答下列問題（4）制作流程器具消毒沖洗葡萄榨汁裝瓶酒精發(fā)酵①葡萄汁裝入發(fā)酵瓶時，為何要留有1/3的空間？②每隔12h左右將瓶蓋擰松一點(diǎn)的目的：③擰松但不打開的目的：a.防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2造成發(fā)酵液溢出b.酵母菌進(jìn)行有氧呼吸，快速繁殖，耗盡O2后，再進(jìn)行酒精發(fā)酵；排出CO2，防止發(fā)酵瓶爆裂防止雜菌和空氣倒流進(jìn)入發(fā)酵瓶。1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動4閱讀課本P7果酒制作流程，回答下列問題在制作果酒的過程中，除了酵母菌，是否還有其他微生物生長？它們會對果酒發(fā)酵產(chǎn)生影響嗎？如果有，如何避免這種影響？還有乳酸菌、醋酸菌等微生物。乳酸菌可能分解果酒中的糖等，從而使果酒變質(zhì)?？梢酝ㄟ^改變發(fā)酵的溫度、果酒的pH等控制乳酸菌的含量。醋酸菌可以將糖或乙醇轉(zhuǎn)化為乙酸，由于醋酸菌在有氧的條件下才能進(jìn)行旺盛的代謝活動，因此在制作果酒的過程中盡量減少氧氣含量，可以抑制醋酸菌的生長繁殖。此外，通過改變發(fā)酵的溫度、果酒的pH等同樣可以控制醋酸菌的含量。1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動4閱讀課本P7果酒制作流程，回答下列問題2.制作果醋的微生物（1）醋酸菌（3）發(fā)酵條件溫度：氧氣：將溫度控制在30～35℃進(jìn)行發(fā)酵。需要在充足的氧氣條件下醋酸菌對氧氣的含量很敏感，當(dāng)進(jìn)行深層發(fā)酵時，即使短時間中斷通入氧氣

，也會引起醋酸菌的死亡

。原核生物生物類型：異養(yǎng)需氧型代謝類型：二分裂生殖方式：（2）菌種來源：空氣中的醋酸菌或人工接種的醋酸菌2.2制作果酒和果醋（4）發(fā)酵原理：a.當(dāng)氧氣、糖源充足時：b.當(dāng)氧氣充足，缺少糖源時：C6H12O6＋2O2→2CH3COOH（乙酸）＋2CO2＋2H2O酶將乙醇轉(zhuǎn)變成乙醛，再將乙醛變?yōu)橐宜崦窩2H5OH＋O2

→CH3COOH（乙酸）＋H2O生產(chǎn)應(yīng)用：可用于制作各種風(fēng)味的醋將糖分解成乙酸2.2制作果酒和果醋思考：在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？不會。發(fā)酵溫度、pH不利于酵母菌生長沖洗葡萄榨汁裝瓶酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵清洗用具及消毒（5）步驟：注意：果醋發(fā)酵完成時，在發(fā)酵液的液面上會出現(xiàn)一層菌膜，這是醋酸菌膜果酒果醋2.2制作果酒和果醋1.在制作果酒和果醋的過程中，發(fā)酵液分別有哪些變化？發(fā)酵酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵氣味和味道氣泡和泡沫發(fā)酵液顏色酒味酸味有無顏色加深變成深紅色(以紫葡萄作原料)渾濁，液面形成白色菌膜1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動5實(shí)驗(yàn)分析與思考3.在制作果醋的過程中，醋酸菌從何而來？采用什么措施可以加快果醋的制作？打開瓶蓋后，空氣中的醋酸菌會進(jìn)入發(fā)酵液中大量繁殖，其他的菌種因不適應(yīng)環(huán)境條件而不能繁殖。我們制作果醋時，可以先買一瓶醋，將其打開暴露于空氣中，一段時間后在醋的表面會有一層薄膜，用這層薄膜進(jìn)行接種可以明顯縮短制作果醋的時間。2.在制作果醋的過程中，酵母菌是否還會繼續(xù)發(fā)酵？隨著醋酸發(fā)酵的進(jìn)行，發(fā)酵液的pH、發(fā)酵溫度等均不利于酵母菌的生長繁殖，因此酵母菌活性很低，很難繼續(xù)發(fā)酵。1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動5實(shí)驗(yàn)分析與思考裝置圖結(jié)構(gòu)作用

充氣口排氣口長而彎曲的膠管出料口防止空氣中微生物的污染①醋酸發(fā)酵時連接充氣泵，輸入無菌空氣②制果酒時關(guān)閉充氣口用來排出CO2便于取料，及時監(jiān)測發(fā)酵進(jìn)行的情況1.3傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)活動6請分析果酒、果醋制作中發(fā)酵裝置圖中各結(jié)構(gòu)的作用1.下列關(guān)于傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的敘述，錯誤的是

A.傳統(tǒng)發(fā)酵常常是固體發(fā)酵或者半固體發(fā)酵B.傳統(tǒng)發(fā)酵利用的微生物一般為天然存在的單一菌種C.傳統(tǒng)飲食中的醬油、醋、泡菜等可通過傳統(tǒng)發(fā)酵獲得D.傳統(tǒng)發(fā)酵存在雜菌情況不明、過程控制缺乏標(biāo)準(zhǔn)等問題√解析現(xiàn)代發(fā)酵工程所用菌種大多為單一菌種，培養(yǎng)基和設(shè)備需嚴(yán)格滅菌，有雜菌污染會影響產(chǎn)量；而傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)單一菌種的利用，B錯誤。2.下列關(guān)于腐乳制作原理的敘述，不正確的是

A.腐乳制作實(shí)質(zhì)就是利用發(fā)酵技術(shù)，將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物的過程B.腐乳制作中，起作用的微生物多為異養(yǎng)型真菌C.